aula23_potenciometro_m1

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<p>GOVERNADOR DO ESTADO DO PARANÁ</p><p>Carlos Massa Ratinho Júnior</p><p>SECRETÁRIO DE ESTADO DA EDUCAÇÃO</p><p>Renato Feder</p><p>DIRETOR DE TECNOLOGIA E INOVAÇÃO</p><p>Andre Gustavo Souza Garbosa</p><p>COORDENADOR DE TECNOLOGIAS EDUCACIONAIS</p><p>Marcelo Gasparin</p><p>Produção de Conteúdo</p><p>Cleiton Rosa</p><p>Michelle Santos</p><p>Simone Sinara de Souza</p><p>Revisão Textual</p><p>Adilson Carlos Batista</p><p>Projeto Gráfico e Diagramação</p><p>Edna do Rocio Becker</p><p>2021</p><p>Este trabalho está licenciado com uma Licença Creative Commons</p><p>Atribuição NãoComercial - CompartilhaIgual 4.0 Internacional</p><p>Sumário</p><p>Introdução 2</p><p>Objetivos desta Aula 2</p><p>Competências Gerais Previstas na BNCC 3</p><p>Habilidades do Século XXI a Serem Desenvolvidas 4</p><p>Lista de Materiais 4</p><p>Roteiro da Aula 5</p><p>1. Contextualização 5</p><p>2. Montagem e Programação 7</p><p>3. Feedback e Finalização 11</p><p>Videotutorial 12</p><p>Robótica</p><p>23AULA</p><p>POTENCIÔMETRO</p><p>Introdução</p><p>O potenciômetro é um componente eletrônico que tem como</p><p>função variar a resistência elétrica do circuito. Geralmente, são re-</p><p>presentados por botões em formato circular, aumentando, de forma</p><p>gradual, a intensidade de volume ou potência de equipamentos ele-</p><p>trônicos, como, por exemplo: amplificadores de áudio, instrumentos</p><p>musicais eletrônicos, mixers de áudio, eletrodomésticos, televisores,</p><p>equipamentos industriais, joysticks, osciloscópios analógicos, entre</p><p>outros.</p><p>Objetivos desta Aula</p><p>• Entender o que é um potenciômetro;</p><p>• Identificar os elementos que formam um potenciômetro;</p><p>• Diferenciar os principais potenciômetros;</p><p>• Programar o funcionamento de um potenciômetro.</p><p>Robótica</p><p>Competências Gerais Previstas na BNCC</p><p>[CG02] - Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem</p><p>própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise</p><p>crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elabo-</p><p>rar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções</p><p>(inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes</p><p>áreas.</p><p>[CG04] - Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-mo-</p><p>tora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem</p><p>como conhecimentos das linguagens artística, matemática e cientí-</p><p>fica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e</p><p>sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem</p><p>ao entendimento mútuo.</p><p>[CG05] - Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de infor-</p><p>mação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética</p><p>nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comu-</p><p>nicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, re-</p><p>solver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e</p><p>coletiva.</p><p>[CG09] - Exercitar a empatia, o diálogo, a resolução de conflitos e a</p><p>cooperação, fazendo-se respeitar e promovendo o respeito ao outro</p><p>e aos direitos humanos, com acolhimento e valorização da diversi-</p><p>dade de indivíduos e de grupos sociais, seus saberes, identidades,</p><p>culturas e potencialidades, sem preconceitos de qualquer natureza.</p><p>[CG10] - Agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabi-</p><p>lidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões</p><p>com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis</p><p>e solidários.</p><p>Robótica</p><p>23AULA</p><p>Habilidades do Século XXI a</p><p>Serem Desenvolvidas</p><p>• Pensamento crítico;</p><p>• Afinidade digital;</p><p>• Resiliência;</p><p>• Resolução de problemas;</p><p>• Colaboração;</p><p>• Comunicação.</p><p>Lista de Materiais</p><p>• 01 Potenciômetro 10K ohms;</p><p>• 01 Placa Protoboard;</p><p>• 01 Placa de Arduino Uno R3;</p><p>• 03 Jumpers Macho-Macho;</p><p>• 01 Cabo USB;</p><p>• 01 Notebook;</p><p>• Software Arduino IDE ou mBlock.</p><p>Robótica</p><p>Roteiro da Aula</p><p>1. Contextualização (15min):</p><p>Os potenciômetros, usualmente, contêm três terminais (conec-</p><p>tores) acessíveis, sendo que dois são os extremos fixos, e o terceiro é</p><p>o central, móvel, denominado cursor, que pode deslocar-se de um ex-</p><p>tremo ao outro para ajustes da sua resistência, tendo o valor máximo</p><p>de 10KΩ (Quiloohms), os modelos mais comuns (figura 1).</p><p>Figura 1 – Estrutura de um potenciômetro</p><p>Ao contrário  de um botão que  apenas nos fornece informa-</p><p>ção digital, ou seja, dois estados 0 ou 1, o valor do potenciômetro</p><p>varia conforme a rotação de sua haste e, por isso, deve ser conectado</p><p>em uma porta analógica da placa do Arduino Uno, ideal para esta for-</p><p>ma de leitura. No Arduino, o potenciômetro funciona como um divisor</p><p>de tensão que permite controlar, por exemplo, a frequência de piscar</p><p>de um LED.</p><p>Na Aula 08 - LED e Resistor, estudamos que os resistores redu-</p><p>zem a corrente elétrica em um circuito e que possuem um valor fixo</p><p>Robótica</p><p>23AULA</p><p>de sua resistência. Essa ação de reduzir a corrente elétrica, também,</p><p>é realizada pelo potenciômetro, porém neste, a resistência pode ser</p><p>ajustada.</p><p>Podemos classificar os potenciômetros de acordo com o for-</p><p>mato que possuem, como, por exemplos: de eixo giratório, deslizante,</p><p>trimpot ou digital, como mostra o quadro 1.</p><p>Quadro 1 – Exemplos de formatos de potenciômetros</p><p>Potenciômetro de eixo giratório Potenciômetro deslizante</p><p>Neste modelo, a resistência é</p><p>ajustada através do giro de seu eixo.</p><p>A resistência, neste modelo de</p><p>potenciômetro, é ajustada pelo</p><p>deslizamento de seu eixo.</p><p>Potenciômetro Trimpot Potenciômetro digital</p><p>O ajuste da resistência, neste</p><p>modelo de potenciômetro, é feito</p><p>com auxílio de uma chave de fenda</p><p>ou chave Phillips pequena.</p><p>Neste modelo chip de potenciômetro,</p><p>a resistência é ajustada por meio</p><p>de sinais digitais oriundos de</p><p>microcontrolador.</p><p>Fonte: http://www.comofazerascoisas.com.br/potenciometro-o-que-e-para-</p><p>que-serve-e-como-funciona.html</p><p>http://www.comofazerascoisas.com.br/potenciometro-o-que-e-para-que-serve-e-como-funciona.html</p><p>http://www.comofazerascoisas.com.br/potenciometro-o-que-e-para-que-serve-e-como-funciona.html</p><p>Robótica</p><p>2. Montagem e programação (60min):</p><p>O primeiro passo é a montagem dos componentes eletrônicos.</p><p>Insira o potenciômetro na placa Protoboard. A ligação do potenciô-</p><p>metro com a placa de Arduino Uno, será realizada com o auxílio de 3</p><p>jumpers macho-macho. Conecte 1 jumper no terminal direito do po-</p><p>tenciômetro e ao pino 5V da placa de Arduino Uno. Com outro jum-</p><p>per, interligue o terminal esquerdo do potenciômetro ao pino GND</p><p>do Arduino. Por fim, conecte, com auxílio de outro jumper, o terminal</p><p>central (móvel) do potenciômetro à porta analógica A0 da placa mi-</p><p>crocontroladora (figura 2).</p><p>Figura 2 – Ligação do Potenciômetro à placa de Arduino Uno</p><p>Agora, vamos programar!</p><p>Com os componentes eletrônicos montados, vamos progra-</p><p>mar, por codificação e por blocos.</p><p>i. Linguagem de programação por código</p><p>Para iniciar a programação, conecte a placa Arduino ao com-</p><p>putador, através de um cabo USB, para que ocorra a comunicação</p><p>entre a placa microcontroladora e o software Arduino IDE.</p><p>Robótica</p><p>23AULA</p><p>No software IDE, escreva ou copie e cole o código-fonte de</p><p>programação, conforme apresentado no quadro 2:</p><p>Quadro 2 - Código-fonte da programação na linguagem do Arduino (Wiring)</p><p>/* Programa de leitura de potenciômetro */</p><p>/* Variável que armazenará os dados do potenciômetro. */</p><p>int potenciometro = 0;</p><p>void setup() {</p><p>/* Inicia a comunicação serial. */</p><p>Serial.begin(9600);</p><p>}</p><p>void loop() {</p><p>/* A variável recebe os dados lidos no pino A0. */</p><p>potenciometro = analogRead(A0);</p><p>/* Imprime o valor lido do potenciômetro. */</p><p>Serial.println(potenciometro);</p><p>delay(100);</p><p>}</p><p>A seguir, compile o programa pressionando o botão Verify (bo-</p><p>tão com sinal de tique) para verificar se não há erros de sintaxe. Es-</p><p>tando o código correto, o próximo passo é realizar a transferência do</p><p>programa para o Arduino. Pressione o botão Upload (botão com uma</p><p>seta apontando para a direita), para realizar upload do programa para</p><p>o Arduino.</p><p>Após a transferência do programa para o Arduino, o Arduino</p><p>já estará realizando initerruptamente a leitura do potenciômetro. Para</p><p>visualizar os dados recebidos do potenciômetro, acesse o Monitor</p><p>Serial do Software Arduino IDE, em Ferramentas > Monitor serial.</p><p>ii. Linguagem de programação por blocos</p><p>Outra forma de programar a leitura do potenciômetro é por</p><p>meio da linguagem de programação que utiliza blocos de funções</p><p>prontas, os quais representam comandos de programação. Vamos</p><p>utilizar o software mBlock.</p><p>Robótica</p><p>Para conectar o mBlock ao Arduino, você deve clicar no ícone</p><p>Adicionar, localizado no campo Dispositivos, e selecionar o Arduino,</p><p>na biblioteca de dispositivos do mBlock, clicando, na sequência, no</p><p>botão OK.</p><p>Uma vez selecionado, o Arduino Uno é visualizado no cam-</p><p>po Dispositivos do mBlock e já é possível iniciar a programação por</p><p>blocos.</p><p>Nessa programação, utilizaremos variáveis que auxiliarão na</p><p>estrutura do nosso programa (para recordar como criar uma variável,</p><p>consulte a Aula 05 – Softwares Arduino IDE e mBlock.</p><p>Monte os blocos, arrastando e soltando, de acordo com a pro-</p><p>gramação do projeto, como mostra a figura 3.</p><p>Figura 3 - Programação em blocos para leitura do potenciômetro</p><p>Assim que os blocos estiverem montados, clique no botão</p><p>Conectar para iniciar a comunicação entre o software mBlock com a</p><p>placa de Arduino Uno. Ao clicar sobre o botão Conectar, aparecerá</p><p>um Tooltip solicitando a confirmação da conexão entre os dois</p><p>dispositivos.</p><p>Uma vez realizada a conexão entre os dispositivos, será ativa-</p><p>do, na interface do mBlock, o botão Upload, o qual ao ser clicado, o</p><p>software verificará se não há erros na estrutura do programa e, en-</p><p>tão, compilará para enviar o programa à placa Arduino.</p><p>Com a transferência do código para o dispositivo Arduino Uno,</p><p>ele imediatamente começa a realizar a leitura do potenciômetro, para</p><p>visualizar estes dados feche a janela do software mBlock e abra o</p><p>software Arduino IDE, a seguir vá em Ferramentas > Monitor serial.</p><p>Robótica</p><p>23AULA</p><p>Por padrão, o mBlock ajusta na programação a velocidade de comu-</p><p>nicação serial em 115200 baud, portanto se no monitor serial estiver</p><p>diferente, faça a alteração, para assim receber os dados corretamente</p><p>do Arduino.</p><p>Desafios:</p><p>i. Agora que você já sabe realizar a leitura do potenciômetro,</p><p>que tal dar uma função a ele? Acrescente um LED e controle o seu</p><p>brilho usando o potenciômetro como controle.</p><p>ii. Experimente também controlar a frequência do som de um</p><p>buzzer utilizando o potenciômetro como seu controle.</p><p>E se... ?</p><p>i. O projeto não funcionar, se atente a alguns dos possíveis</p><p>erros:</p><p>1. Verifique se os jumpers estão na mesma coluna dos termi-</p><p>nais dos componentes, fazendo assim a conexão;</p><p>2. Verifique se os jumpers estão ligados nos pinos corretos</p><p>no Arduino;</p><p>3. Verifique se a programação está adequada à porta</p><p>analógica;</p><p>4. Confira a velocidade de comunicação serial, ela precisa es-</p><p>tar configurada no Monitor serial igual foi declarada na programa-</p><p>ção, caso utilizou o mBlock para programar, a velocidade padrão é</p><p>115200 baud.</p><p>Robótica</p><p>3. Feedback e Finalização (15min);</p><p>a. Confira, compartilhando seu projeto com os demais colegas,</p><p>se o objetivo foi alcançado.</p><p>b. Analise seu projeto desenvolvido, de modo a atender aos</p><p>requisitos para a leitura de um potenciômetro.</p><p>c. Reflita se as seguintes situações ocorreram:</p><p>i. Colaboração e Cooperação: você e os membros de sua</p><p>equipe interagiram entre si, compartilhando ideias que promove-</p><p>ram a aprendizagem e o desenvolvimento deste projeto?</p><p>ii. Pensamento Crítico e Resolução de Problemas: você con-</p><p>seguiu identificar os problemas, analisar informações e tomar deci-</p><p>sões de modo a contribuir para o projeto desenvolvido?</p><p>d. Reúna todos os componentes utilizados nesta aula e os or-</p><p>ganize novamente, junto aos demais, no kit de robótica.</p><p>Robótica</p><p>23AULA</p><p>Videotutorial</p><p>Com o intuito de auxiliar na montagem e na programação des-</p><p>ta aula, apresentamos um videotutorial, disponível em:</p><p>https://rebrand.ly/a23robotica</p><p>Acesse, também, pelo QRCode:</p><p>https://rebrand.ly/a23robotica</p><p>Robótica</p>